IRM32513 Prosess og energisystemer (Høst 2020)

Emnet er tilknyttet følgende studieprogram

Valgemne i Bachelorstudium i ingeniørfag:

• Maskin
• Maskin, TRESS
• Maskin, Y-veien

Absolutte forkunnskaper

Ingen

Anbefalte forkunnskaper

Det anbefales bestått i emnet Teknisk termodynamikk eller tilsvarende.

Undervisningssemester

5. semester (høst)

Studentens læringsutbytte etter bestått emne

Kunnskaper

Studenten

• kan beskrive energiflyten i prosess og energisystemer
• kan utføre beregninger som masse og energibalanser i flere av emnets tema

Ferdigheter

Studenten

• kan gjennomføre en enkel HAZOP-analyse
• kan gjennomføre energianalyse, dimensjonerer enkle termiske prosesser, velger arbeidsmedium og beregner energiutnyttelse

Generell kompetanse

Studenten

• kan kommunisere om de faglige temaer med andre som har generell bakgrunn innen fagområdet og med mindre ekspertmiljø
• kan anvende aktuell teorisk kunnskap for å optimalisere energibruk
• kan lese og forstå industrielle flytskjema

Innhold

Følgende tema vil bli introdusert:

• Masse og energibalanser
• Faseoverganger
• Gjennongang av forskjellige enhetsoperasjoner knyttet til energiomsettning
• Forbrenningsprosesser
• Analyse av energiflyten i destillasjonskolonner
• Pumper, turbiner og kompressorer
• Kostnadsestimering av prosessanlegg
• Flyskjemaer
• Sikkerhet og HAZOP-analyser
• Immaterielle rettigheter knyttet mot prosessindustrien
• Bruk av termodynamiske analysemetoder (Pinch Teknologi) og heuristiske regler for design av industrielle prosesser
• Varmeoverføring og varmevekslere
• Eksergianalyse
• Fjernvarmesystemer og luftkondensjonering
• Fornybare energiprosesser - virkemåter, energistrømmer og potensialer for solenergi, vindenergi, bølge, vann, tidevann, saltgradient, geotermisk og bioenergisystemer
• Transport av naturgass, prosessering av naturgass, hydrater og hydratdannelse
• Gassekplosjoner og sikkerhetsaspekter ved gasstransport
• Integrering av nye energibærere og kilder - produksjon, transport og sluttbruk med fokus på bruk av hydrogen og brenselceller
• Prosesser for CO2-fangst, blant annet absorpsjonsprosesser

Undervisnings- og læringsformer

Emnet undervises ved forelesninger, selvstudium, laboratoriearbeid, bedriftsbesøk, utarbeidelse av tekniske rapporter og obligatoriske øvinger. Det fokuseres på akademisk skriving av rapporter.

Emnet tilsikter å gi innføring i energiflyten i prosess og energisystemer, og øvelse i å løse energirelaterte problemer. Det kreves kunnskap om nødvendige helse-, miljø- og sikkerhetstiltak ved gjennomføring av laboratorieoppgaver, samt relevant teori som er knyttet til laboratorieoppgaven.

Emnet undervises normalt på norsk, men ved deltagelse av internasjonale studenter vil undervisning bli gitt på engelsk. Lærebøker, øvingsoppgaver og enkelte forelesninger er på engelsk.

Arbeidsomfang

250-300 timer

Praksis

Ingen

Arbeidskrav - vilkår for å avlegge eksamen

• Deltakelse ved inntil to laboratorieoppgaver
• Deltakelse ved ett bedriftsbesøk - spesifiserte tema fra bedriftsbesøket kan etterprøves på eksamen
• Øvinger (minst 50 % av 4 øvinger må være godkjent)

Nærmere definerte arbeidskrav fastsettes i emnets undervisningsplan. 

Arbeidskrav må være godkjent før studenten kan fremstille seg til eksamen.

Eksamen

Individuell, skriftlig eksamen. Varighet: 3 timer.

Etter nærmere angitte kriterier leveres et utvalg av tekniske rapporter, presentasjoner av tekniske rapporter og laboratorieoppgaver sammen med eksamensbesvarelsen.

Hjelpemidler: Godkjente formelsamlinger. Kalkulator, med tomt minne, som ikke kan regne symbolsk eller kommunisere trådløst.

Det gis én samlet karakter på skriftlig eksamen med innleverte rapporter og oppgaver.

Det benyttes bokstavkarakterer A til F, der A er beste karakter og F er ikke bestått.

Sensorordning

Ekstern og intern sensor eller to interne sensorer.

Vilkår for ny/utsatt eksamen

Konteeksamen avholdes tidlig i påfølgende semester. Mer informasjon om konter finner du her.

Ved ikke bestått eller ønske om forbedring av karakter må ny skriftlig eksamen gjennomføres og nye innleveringer leveres etter avtale med faglærer.

Evaluering av emnet

Løpende evaluering av undervisningen gjennom semesteret, hvor metode for evaluering avtales mellom faglærer(e) og studenter. Skriftlig sluttevaluering av emnet.

Litteratur

Cengel, Turner and Cimbala (2012), Thermal-Fluid Science, McGraw-Hill, 4. ed. (eller siste utgave hvis dette er tilgjengelig ved studiestart)

Kletz, Trevor A. (1998), What Went Wrong?, 4. ed. (eller siste utgave hvis dette er tilgjengelig ved studiestart)

Kemp, Ian C. (2006), Pinch Analysis and Process Intergration, 2. ed. (eller siste utgave hvis dette er tilgjengelig ved studiestart)

Forelesningsreferater og utlevert litteratur.

Støttelitteratur: Beer and McMurrey (2014), A Guide to Writing as an Engineer, 4. ed.

Hellsten og Mørstedt, Energi- og kjemitekniske formler og tabeller

Mollier, h-s diagram for vanndamp